[發明專利]一種地面抽排煤層氣的布井方法

有效

• 申請號: 201310408921.7
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103850671A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 楊勇;崔樹清;王風銳;倪元勇;郎淑敏;米忠波;魏寧
• 申請（專利權）人: 華北石油管理局
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及一種地面抽排煤層氣的布井方法，屬于煤層氣開采領域。

背景技術

井位部署及井型選擇的合理性直接決定著煤層氣鉆井成本及開發工作的成效。煤層氣是一種吸附氣，屬非常規天然氣。在排采過程中，沒有常規天然氣藏中的彈性驅動、溶解氣驅動、水壓驅動、氣壓驅動等天然能量和人工補充能量，促使煤層氣解吸的唯一能量是煤儲層中的水在自身重力作用下排出后，煤儲層壓力降低，而產生的煤層解吸作用。所謂煤層解吸作用是指當煤儲層壓力降低時，甲烷吸附氣從煤層中逸出的過程。煤層的解吸作用主要有降壓解吸、升溫解吸、置換解吸以及擴散解吸。其中，降壓解吸是最常用的方法，也是一種對解吸貢獻最大的方式。降壓解吸即是當煤儲層壓力降低時，甲烷吸附氣從煤層中逸出的過程，而煤儲層壓力降低的主要途徑就是排水降壓。

目前，地面抽排煤層氣的主要井型包括直井(叢式井)、U型水平井、多分支水平井。布井時，仍然沿用了常規油氣開發中的均衡井網，將目標煤層厚度、穩定性、埋深、含氣性、區域構造、地形條件及地面情況等多種因素進行了綜合考慮，通過抽排煤儲層中的水，以降低煤儲層壓力，煤儲層中吸附的煤層氣發生解吸-擴散-滲流，并從地面抽排井中生產出來。但布井過程中，缺乏對煤層水排出過程中的唯一天然能量“重力勢能”以及重力場、地應力場、壓力場的充分利用，井型與地質條件、煤儲層物性以及煤層氣排采特點不能達到優化配置。

發明內容

本發明的目的是提供一種地面抽排煤層氣的布井方法，為了解決地面抽排煤層氣過程中，井型與地質構造條件、煤層氣排采特點的優化配置問題，充分利用煤層中的水在排出過程中的唯一天然能量“重力勢能”，依“勢”建井，根據重力場、地應力場、壓力場的分布特征，結合煤層產狀以及多分支水平井、U型水平井、直井(叢式井)的鉆井工藝特點，合理選擇不同井型，提高開發效果。

本發明的目的是通過下述方案實現的：一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：基于“一勢三場”理論，利用煤層中水的“重力勢能”，根據煤層中的重力場(有利于煤層水的排出)、地應力場(煤層中的割理、裂縫方向取決于古地應力方向)、壓力場(人工抽排產生壓力漏斗)的分布特征，結合煤儲層產狀以及多分支水平井、U型水平井、直井(叢式井)的鉆井工藝特點，選擇不同的井型，進行地面抽排煤層氣的布井。

所述的一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：在一個開發區塊布井前，應首先根據地震資料、已鉆井資料進行煤層構造特征、地應力和煤層物性研究，在煤層起伏變化大、無規律或地應力相對集中、裂縫與割理發育、堅固性系數較小的地區，優先選用直井或叢式井開采。

所述的一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：在地應力弱、煤層堅固性系數較大的地區，利用煤層中水的“重力勢能”，根據煤層中重力場、地應力場、壓力場的分布特征，選用多分支水平井或U型井開采。

所述的一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：在地應力弱、煤層堅固性系數較大的地區，對于地層傾角介于2°-8°之間的單斜煤層以及地層傾角介于2-8°之間的褶曲構造轉折端的兩側，選用多分支水平井開采，排采直井位于低部位，水平井主支和分支沿煤層上傾方向布置。

所述的一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：在地應力弱、煤層堅固性系數較大的地區，對于地層傾角大于8°的較陡儲層，優先選用U型井開采，工藝井(水平井)位于高部位，由高向低，與處于較低部位的排采井連通，即方便了水平井施工，又有利于排采直井的排水降壓。

所述的一種地面抽排煤層氣的布井方法，其特征在于：在地應力弱、煤層堅固性系數較大的地區，對于水平地層、傾角小于2°的平緩地層，選用多分支水平井開采，排采直井位于低部位，水平井的著陸點在煤層底板泥巖中，根據煤層傾角變化情況，確定水平井著陸點深度，以確保水平井主支井斜角保持始終大于90°為原則，水平井的分支以90°以上的井斜角進入煤層。

本發明的有益效果是：本發明有效解決了地面抽排煤層氣布井中井型與地質構造條件、煤層氣排采特點的優化配置問題，充分利用煤層中水在排出過程中唯一能量“重力勢能”，依“勢”建井，根據重力場、地應力場、壓力場的分布特征，結合不同煤層構造條件，合理布置地面抽排井井型，有效增加了排水降壓效率，有利于提高煤層氣開發效果。

附圖說明

圖1是根據煤層構造形態進行地面抽排煤層氣布井的示意圖；

圖2是適用于水平地層或煤層傾角小于2°的平緩地層的多分支水平井示意圖。